Tối ưu hóa quá trình kết tủa struvit nhằm thu hồi amoni và photpho có trong nước thải chế biến mủ cao su

Amoni và photpho có rất nhiều trong nước thải chế biến mủ cao su, làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải. Nghiên cứu này sẽ tiến hành các thí nghiệm để kiểm tra ảnh hưởng của các thông số quá trình khác nhau đến hiệu quả thu hồi amoni và photpho bằng kết tủa struvit đối với nước thải chế biến mủ cao su sau công đoạn kỵ khí.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tối ưu hóa quá trình kết tủa struvit nhằm thu hồi amoni và photpho có trong nước thải chế biến mủ cao su Hóa học - Sinh học - Môi trường TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH KẾT TỦA STRUVIT NHẰM THU HỒI AMONI VÀ PHOTPHO CÓ TRONG NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MỦ CAO SU Ngô Văn Thanh Huy* Tóm tắt: Amoni và photpho có rất nhiều trong nước thải chế biến mủ cao su, làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải. Nghiên cứu này sẽ tiến hành các thí nghiệm để kiểm tra ảnh hưởng của các thông số quá trình khác nhau đến hiệu quả thu hồi amoni và photpho bằng kết tủa struvit đối với nước thải chế biến mủ cao su sau công đoạn kỵ khí. Kết quả cho thấy ở giá trị pH 9,5 hiệu quả loại amoni và photpho đạt giá trị lần lượt là 23,9 và 69,4%. Sự gia tăng pH từ 10 đến 11 không ảnh hưởng đáng kể đến việc loại bỏ photpho. Giá trị tối ưu hóa được xác định là: Thời gian phản ứng 60 phút, pH 9,5 và tỉ lệ mol của Mg2+: PO43-: NH4+ là 1,3: 1: 1 thì hiệu quả loại amoni, photpho đạt lần lượt là 81,7 và 97%; khối lượng kết tủa struvit thu được là 4,2 kg/m3 nước thải.Từ khóa: Struvit; Thu hồi amoni; Photpho; Xử lý nước thải chế biến mủ cao su. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ i mộ rong những nguyên ố c bản của sự sống iên quan đến ần ớn ạ động sản xuấ sin ạ của c n người. Nước ải c c a amoni nếu xửc ưa đạ tiêu chuẩn ư ng ni ư an ys x mn nguồn nước ự nhiên, tđ g y ra iện ư ng ú ưỡng. C n iều ư ng á để xử am ni a r ng nước ải n ư: V a ọc sin ọc đã đư c ng iên c u á riển đã đạ đư c iệu quản ấ địn . Tuy nhiên, đối ới ại ìn nước ải c nồng độ am ni quá cao, s g y c c ế ạđộng của i sin m giảm iệu suấ [1]. Ng iên c u gần đ y cho ấy quá trình oxy hóaam ni kỵ k í (Ana mm x) rấ n công r ng xử nước ải ô n iễm ca n ư: nước rỉ rácnước ải ng n c ăn nuôi gia súc ... n ưng rấ k k ăn r ng iệc n n ệ ống xửkiểm s á quá rìn . Giải á u ồi c ấ in ưỡng c r ng nước ải bằng công ng ệ kế ủa s ru i a đá ng đư c m c iêu bả ệ nguồn nước iế kiệm năng ư ng ác ấ a u ồi đư c các p chấ in ưỡng m n b n giảm k ai ác nguồn i nguyên ự nhiênvà úc đẩy sự á riển của các công ng ệ bền ững [2]. iều ng iên c u đã c ỉ ra rằng n ư ng ni a an c ể đư c u ồi ưới ạng kế ủa s ruvit [3]. P ạmHư ng Quỳn đã xác địn điều kiện ối ưu để u ồi am ni c r ng nước rỉ rác : pH ; ỷ ệ Mg2+: NH4+: PO43- là 1: 1,9: 1 iệu quả ại amoni~ 51-52%; k ối ư ng s ru i thuđư c là 1,43-2 34 g/ í nước rỉ rác [4]. Kế quả nghiên c u của bài báo, có thể giúp x y ựng quitrình tối ưu nhằm u ồi xử amoni, photpho c r ng nước ải c ế biến mủ ca su bằngcông ng ệ kế ủa struvite. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Vật liệu nghiên cứu - ước ải sau công đ ạn xử kỵ k í của H máy c ế biến mủ ca su 4. n ần đ c ín nước ải n ư bảng 1. ảng 1. Đặc tính nước thải của Nhà máy chế biến mủ cao su 74 (sau công đoạn tách mủ và kỵ khí). STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH - 7,5 2 COD mg/L 1640  5 224  4 + 3 NH4 mg/L174 Ngô Văn Thanh Huy, “Tối ưu hóa quá trình kết tủa struvit … nước thải chế biến mủ cao su.”Nghiên cứu khoa học công nghệ 4 PO43- mg/L 134  3 5 Mg2+ mg/L 48 6 Ca2+ mg/L 152.2. Mô hình thí nghiệm Mô ìn ng iên c u mô ìn ản ng c k uấy iên c (C n inu us f w S irre ankReactor - CSTR) l m bằng ủy in C đường kín 110 mm c iều ca 16 mm (hình 1). Mô ìn CS R c é ng iên c u động ọc ản ưởng của các ông số công ng ệ đến iệu suấcủa ản ng c é xác địn điều kiện m iệc ối ưu của iế bị ản ng. Hình 1. Mô hình nghiên cứu CSTR.2.3. Phương ph p nghi n ứ th nghiệm - iến n các í ng iệm đán giá ản ưởng của ng yếu đến iệu quả u ồi am ni c r ng nước ải. Các í ng iệm đư c iến n ới mô ìn ản ng CS R ốc độk uấy rộn : 5 ng/ ú . + Ản ưởng của pH; + Ản ưởngcủa ỉ ệ m Mg2+: NH4+: PO43-; + Ản ưởng của ời gian ản ng. - H đư c điều c ỉn bằng a H 3 đến giá rị cần ng iên c u. - Sử ng các ại a c ấ in k iế n ư: NH4Cl, KH2PO4, MgCl2.6H2 để ay đ i ỉ ệm giữa các c ấ ản ng cần ng iên c u xem xé quá rìn kế ủa s ru i e.2.4. Phương pháp phân tích Các ư ng á n íc đư c sử ng r ng quá rìn n n mô ìn gồm c : - C ỉ iêu Amoni, xác địn bằng ư ng á s m u ới uốc ử ess er (US EPAMethod 350.2). - C ỉ iêu P 43-, xác địn m ư ng a bằng ư ng á s m u ới axi asc rbic ung ịc ( H4)6Mo7O24 (TCVN 6202:2008). - C ỉ iêu C đư c n íc bằng ư ng á bicr ma (SMEWW 5220C:2012). - C ỉ iêu H đ bằng máy đ H cầm ay Hac H1+. - M u kế ủa s ru i e đư c để k ô e n iệ độ ng k ảng ời gian 1 -2 giờ r ngbìn ú ẩm sau đ đem c n để xác địn rọng ư ng ần kế ủa iế c đư c đem đi c ìn kín iển i điện ử qué S M để xác địn cấu rúc in ể. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. Ảnh hư ng a pH Nước ải sử ng ng iên c u nước ải sau công đ ạn kỵ k í của ệ ống xử nước ải máy c ế biến mủ ca su 4 (bảng 1) có c nồng độ Mg2+; PO43-; NH4+; ần ư : 4 mg/ ;134 mg/ ; 224 m ...